年产300kt合成氨转化工序工艺设计毕业论文.doc

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1、年产300kt合成氨转化工序工艺设计毕业论文目录第一章综述31.1、合成氨工业在国民经济中的重要地位31.2、合成氨工业发展简介41.2.1氨的发现和制取41.2.2合成氨生产技术发展61.3、中国合成氨工业发展概况101.3.1恢复老厂和新建中型氨厂101.3.2小型氨厂的发展101.3.3大型氨厂的崛起111.4、氨性质和用途111.4.1物理性质111.4.2化学性质121.4.3氨的用途121.5、合成氨工艺131.5.1概述131.5.2合成氨工艺141.6、合成氨生产的几种节能型工艺241.

2、6.1、几种节能型工艺简介241.6.2凯洛格制氨流程介绍（天然气加压蒸汽转化法）251.7、设计方案的讨论261.7.1转化反应的特点271.7.2天然气蒸汽转化的工艺条件271.7.3天然气转化工序流程描述28第二章消耗定额计算302.1工艺计算条件302.2消耗定额计算31第三章物料及热量衡算（转化工序）333.1一段炉物料衡算333.2一段炉热量衡算353.3二段炉物料衡算373.4二段炉热量衡算413.5换热设备热负荷计算42第四章燃料用量的计算444.1辐射段燃料用量的计算444.2辅助锅炉

3、燃料用量计算494.3对流段燃烧用量计算53第五章热效率的计算595.1辐射段热效率的计算595.2辅助锅炉的热效率计算605.3全炉热效率的计算60第六章第二废热锅炉的设计计算626.1设计要求626.2热力学计算62附表一设备一览表71参考文献72毕业设计总结73致谢74外文文献及翻译75第一章综述1.1、合成氨工业在国民经济中的重要地位合成氨是化工的重要组成部分，在国民经济中有相当重要的位置。氨是化学工业的重要原料之一，用途十分广泛。以氮和氢为原料合成氨，是目前世界上采用最广泛，也是最经济的一种方

4、法。氨的用途很广。以氨为主要原料可以制造各种氮素肥料和复合肥料。氨本身就是一种高效肥料，液氨含氮82.3%，一些国家已大规模直接施用液氨。可见，合成氨工业是氮肥工业的基础，对农业增产起着十分重要的作用。氨是氮肥的主要原料，可生产尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵等；氨还可用来生产多种复合化肥，如磷酸氢铵等。对农业生产有重大意义。氨也是一些工业部门的重要原料。工业用氨量已占合成氨产量的百分之十以上。基本化学工业中的硝酸、纯碱、各种含氮无机盐，有机化学中的各种含氮中间体。制药工业中的磺胺类药物和高分子化学工业中

5、的氨基塑料、聚酰胺纤维、丁腈橡胶等，都需直接或间接以氨为原料。食品工业中，氨广泛用作冷冻剂，冶金工业、石油加工工业、机械工业亦需使用氨或其加工产品。氨还应用于国防和尖端科学技术部门。制造三硝基甲苯、三硝基苯酚、硝化甘油、硝化纤维等多种炸药都要消耗大量的氨。生产导弹、火箭的推进剂和氧化剂，同样也离不开氨。不仅如此，合成氨工业的迅速发展，又促进了一系列科学技术和化学合成工业的发展。如高压低温技术、催化和特殊金属材料的应用、固体燃料气化、液体和气体燃料的合理使用，以及尿素、甲醇、高级醇的合成，石油加氢，高压聚

6、合物（如高压聚乙烯）的生产等，都是在合成氨工业的基础上发展起来或应用其生产技术成就而获得成功的。随着科学和生产技术的发展，合成氨工业在国民经济各部门中的作用必将日益显著。1.2、合成氨工业发展简介1.2.1氨的发现和制取氨是1754年由J·普里斯特利（Priestley）在加热氯化铵和石灰混合物时发现，1784年C·L·伯托利（Berthollet）确定氨由氮和氢组成。19世纪中叶，炼焦工业兴起，生产焦炭过程中制得了氨。煤中的氮约有20%～25%转化为氨，煤气中氨含量为8～11g/m3，因而可从副产焦炉

7、气中回收氨。但这样回收的氨量不能满足需要，促使人们研究将空气中的游离态氮变成氨的方法，20世纪初先后实现了氰化法和直接合成法制氨的工业方法。1.2.1.1氰化法制氨早在1898年A·富兰克（Frank）和N·卡罗（Caro）发现碳化钙加热时与氮气反应生成氰氨化钙，并获得专利。CaCN2在200℃下碱性介质中水解成氨。人们称氰氨化钙制得氨的方法为氰化法。1905年在德国建成第一套工业装置，一次大战期间德国、美国主要采用此法制氨，用于制造炸药。每吨氨要消耗能量190GJ，能量利用率非常低，与后来开发的直接合

8、成法相比，很不经济。1.2.1.2直接合成法氮气与氢气合成氨的化学反应式为第一位最早研究此反应的是1901年法国化学家吕·查得利（LeChatelier），试验时在氮氢混合气中不幸混入了少量空气，结果反应过程发生爆炸，还没有查明爆炸原因，他就草率地放弃这项研究。第二位研究者是德国物理化学家W·纳斯脱（Nernst），他通过计算，认为氮氢合成氨反应不大可能。后来弄清楚是在计算时用了一个错误的热力学数据，以致获得不正确的结果。虽然化学家们在研究